【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电池，具体涉及一种液流电池碳毡的活化工艺，同时涉及液流电池碳毡的活化设备。
技术介绍
1、全钒液流电池是一种新型的储能电池，具有设计灵活、效率高、循环寿命长、安全性高、环境友好等一系列优点，且可作为配套电源，应用于电网调峰、可再生能源发电、车用蓄电等领域。近些年来全钒液流电池技术发展较快，但全钒液流电池要实现大规模商业化应用仍需克服若干技术障碍。
2、碳毡材料由于导电性较好、稳定性高、具有三维网状结构等优点成为全钒液流电池中应用最广泛的电极材料，然而，原始碳毡作为电极材料，由于较差的电化学活性和较小的比表面积限制了电池的综合性能，对碳毡进行活化，增大比表面积、提升电催化活性是当前电极研究中需要解决的主要问题。
3、目前，碳毡活化的方法包括：
4、高温空气处理法，例如：cn108565470b所涉及的采用热空气活化的方法，但处理需要5个小时，效率太慢；
5、负载催化剂处理法，如：cn109167071b所涉及的文献中，将碳毡浸泡在硝酸锌溶液中，后经过热处理，使硝酸锌沉积在碳毡表面，高电密下的电池性能测试良好，但耐久性差，经过一段时间后，沉积层脱落，性能会快速衰减；
6、酸碱浸泡处理法，如：cn112663329a所涉及的采用浓硝酸处理碳毡的方法，电池性能良好，但浓硝酸非常危险，且污染较大，无法实现规模化生产。
7、因此，针对目前碳毡的生产，其主要存在效率低、耐久性差、污染大等问题，尤其是针对反应液浸泡的方式进行碳毡的活化中，反应液易挥发并与外接空
技术实现思路
1、为了克服现有技术的缺陷，本专利技术的目的是提供一种全新的液流电池碳毡的活化工艺。
2、同时，本专利技术还涉及一种液流电池碳毡的活化设备。
3、为解决以上技术问题，本专利技术采用如下技术方案：
4、一种液流电池碳毡的活化工艺，其包括如下步骤：
5、s1、碳毡定位
6、将碳毡插装至可密封的反应罐中，且碳毡能够相对所述反应罐自转；
7、s2、碳毡浸泡
8、向所述反应罐内供入反应液，直至反应液淹没整个碳毡，然后在自转中浸泡；
9、s3、浸泡液回收
10、浸泡完成后，先将反应罐内的反应液排空，同时在碳毡自转所形成的离心力下，将碳毡表面部分浸泡液甩离并排出反应罐，接着向反应罐内通入压缩空气，并在反应罐所形成的80-150℃加热中以使得碳毡表面残余反应液分解和蒸发形成混合气体，然后采用废气吸收液对混合混合气体进行吸收和排空；
11、s4、碳毡拆除
12、打开反应罐的罐盖，碳毡自反应罐中取出并从插装端部拆卸，以获得活化后的产品。
13、根据本专利技术的一个具体实施和优选方面，反应液的成分包括过氧化氢和盐酸，其中过氧化氢和盐酸的比例为1-20：1。在此反应液配方的混合下，所形成的氧化性能强，同时处理时间短且性能优异，然后，在高温下会完全分解和蒸发，碳毡产品无杂质残留。
14、优选地，选取浓度为10-34％的过氧化氢和浓度为5-20％的盐酸按3-11：1混合形成所述反应液，其中最佳比例为5：1。
15、在一些具体实施方式中，s2中浸泡时间为20-100分钟，且碳毡随之转动的转速为1-100转/分钟。在此转速下，更利于反应液充分与碳毡接触，缩短所需要地浸泡时间。
16、根据本专利技术的又一个具体实施和优选方面，在s3中碳毡在转速为1000-2000转/分钟转动中，残余碳毡表面的反应液受离心力作用下被甩出。在此，转速下更有利于残留反应液的甩离。
17、优选地，在s3中反应罐加热温度为80-150℃，残留在碳毡表面的反应液进行分解和蒸发。
18、根据本专利技术的又一个具体实施和优选方面，废气吸收液为饱和碳酸钠溶液(或者为饱和氢氧化钠溶液)，在此设计中，所产生混合气体(或者叫废气)吸收后，所形成产物只有氧气、二氧化碳和氯化钠，因此，氧气和二氧化碳可直接排空，不仅能够对废气进行处理，而且形成的气体可直接排空，不会产生环境污染。
19、优选地，混合气体通过管路通入饱和碳酸钠溶液的液位下方，且饱和碳酸钠溶液的液位上方形成气腔，气腔通过排气管与外部连通。
20、根据本专利技术的又一个具体实施和优选方面，在步骤s1中采用能够上下移动调节的动力马达，并将动力马达的输出轴与碳毡的芯轴相匹配插装，以使得输出轴和芯轴同步自转。采用同轴插装以确保两者运动的同步性。
21、优选地，碳毡通过定位在输出轴下端部的托架将芯轴与所述输出轴对接，且在反应罐密封时，碳毡上下布局，其中碳毡的下端部位于反应罐的底壁上方且隔开设置。减少反应不充分的现象发生。
22、在一些具体实施方式中，芯轴能够上下滑动安装于输出轴上。此项设计，不仅能够进一步改善浸泡接触效果，而且还能够缩短浸泡的时间，同时，芯轴上下往复运动下避免反应液混合不均。
23、根据本专利技术的又一个具体实施和优选方面，在s2中所采用的供液通过液位高度差所形成的压力差自动向反应罐供入；在s3的反应液排空中，同样通过液位高度差所形成的压力差自动回收反应液。由于反应液存在极大的使用安全隐患，采用压力差的方式进行液体供液或回流，无需采用高要求性能的泵作为动力源，而且全称闭合可安全操作。
24、优选地，在s3的反应液排空后，将反应液传输管与压缩空气连通。这样所形成的气流流动能够将混合气体压送至废气吸收液中，有利于废气的吸收。
25、本专利技术的另一技术方案是：一种液流电池碳毡的活化工艺的活化设备，其包括：
26、活化底座；
27、活化架杆，其矗立在活化底座的一侧；
28、活化机构，其包括能够移动且相对定位在所述活化底座上的反应罐、沿着所述活化架杆高度方向上下运动且具有能够自转搅拌轴的搅动单元、与所述反应罐连通的反应液供收单元、以及废气处理部件，其中所述反应罐包括自带加热的罐体、能够与所述罐体密封配合的罐盖，所述碳毡呈卷设置，所述搅拌轴上下延伸并自呈卷所述碳毡的中心匹配插接，所述罐盖通过转动连接件安装于所述搅拌轴上，所述反应液供收单元通过液位的高度差所形成压力差进行供液或回液，所述废气处理部件用于将所述反应罐加热所蒸发和分解的混合气体进行吸附和排空。
29、优选地，活化机构还包括滑动设置在活化底座上的移载小车，罐体自底部架设在移载小车上，且移载小车能够相对固定在活化架杆或/和所述活化底座上。通过移载小车的设置，方便反应罐对其密封，同时也方便碳毡和搅拌轴的拆装。
30、在一些具体实施方式中，碳毡的卷芯的横截面呈多边形，搅拌轴与之匹配，且罐盖通过转动连接件安装于搅拌轴上。插装方便，所形成同步度高，一般情况下采用十字型或本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种液流电池碳毡的活化工艺，其特征在于，其包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的液流电池碳毡的活化工艺，其特征在于,所述反应液的成分包括过氧化氢和盐酸，其中所述过氧化氢和盐酸的比例为1-20：1。
3.根据权利要求2所述的液流电池碳毡的活化工艺，其特征在于,选取浓度为10-34％的过氧化氢和浓度为5-20％的盐酸按3-11：1混合形成所述反应液。
4.根据权利要求1所述的液流电池碳毡的活化工艺，其特征在于,在S2中浸泡时间为20-100分钟，且碳毡随之转动的转速为1-100转/分钟。
5.根据权利要求1所述的液流电池碳毡的活化工艺，其特征在于,在S3中碳毡在转速为1000-2000转/分钟转动中，残余碳毡表面的反应液受离心力作用下被甩出。
6.根据权利要求1所述的液流电池碳毡的活化工艺，其特征在于,在S3中所述反应罐加热温度为80-150℃，残留在碳毡表面的反应液进行分解和蒸发。
7.根据权利要求1所述的液流电池碳毡的活化工艺，其特征在于,所述废气吸收液为饱和碳酸钠溶液或饱和氢氧化钠溶液。
9.根据权利要求1所述的液流电池碳毡的活化工艺，其特征在于,在步骤S1中采用能够上下移动调节的动力马达，并将所述动力马达的输出轴与所述碳毡的芯轴相匹配插装，以使得所述输出轴和芯轴同步自转。
10.根据权利要求9所述的液流电池碳毡的活化工艺，其特征在于,所述碳毡通过定位在所述输出轴下端部的托架将所述芯轴与所述输出轴对接，且在所述反应罐密封时，所述碳毡上下布局，其中所述碳毡的下端部位于所述反应罐的底壁上方且隔开设置。
11.根据权利要求9或10所述的液流电池碳毡的活化工艺，其特征在于,所述芯轴能够上下滑动安装于所述输出轴上。
12.根据权利要求1所述的液流电池碳毡的活化工艺，其特征在于,在S2中所采用的供液通过液位高度差所形成的压力差自动向所述反应罐供入；在S3的反应液排空中，同样通过液位高度差所形成的压力差自动回收反应液。
13.根据权利要求12所述的液流电池碳毡的活化工艺，其特征在于,在S3的反应液排空后，将反应液传输管与压缩空气连通。
14.一种如权利要求1至13所述的液流电池碳毡的活化工艺的活化设备，其特征在于，所述活化设备包括：
15.根据权利要求14所述的液流电池碳毡的活化工艺的活化设备，其特征在于,所述的活化机构还包括滑动设置在所述活化底座上的移载小车，所述的罐体自底部架设在所述移载小车上，且所述移载小车能够相对固定在所述活化架杆或/和所述活化底座上。
...【技术特征摘要】
1.一种液流电池碳毡的活化工艺，其特征在于，其包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的液流电池碳毡的活化工艺，其特征在于,所述反应液的成分包括过氧化氢和盐酸，其中所述过氧化氢和盐酸的比例为1-20：1。
3.根据权利要求2所述的液流电池碳毡的活化工艺，其特征在于,选取浓度为10-34％的过氧化氢和浓度为5-20％的盐酸按3-11：1混合形成所述反应液。
4.根据权利要求1所述的液流电池碳毡的活化工艺，其特征在于,在s2中浸泡时间为20-100分钟，且碳毡随之转动的转速为1-100转/分钟。
5.根据权利要求1所述的液流电池碳毡的活化工艺，其特征在于,在s3中碳毡在转速为1000-2000转/分钟转动中，残余碳毡表面的反应液受离心力作用下被甩出。
6.根据权利要求1所述的液流电池碳毡的活化工艺，其特征在于,在s3中所述反应罐加热温度为80-150℃，残留在碳毡表面的反应液进行分解和蒸发。
7.根据权利要求1所述的液流电池碳毡的活化工艺，其特征在于,所述废气吸收液为饱和碳酸钠溶液或饱和氢氧化钠溶液。
8.根据权利要求7所述的液流电池碳毡的活化工艺，其特征在于,所述混合气体通过管路通入所述饱和碳酸钠溶液的液位下方，且饱和碳酸钠溶液的液位上方形成气腔，所述的气腔通过排气管与外部连通。
9.根据权利要求1所述的液流电池...
【专利技术属性】
技术研发人员：曹化亮，王仪君，吕存东，姜永燚，
申请(专利权)人：上海碳际实业集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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